СВЧ технология - Почему индекс диэлектрической проницаемости FR4 на заводе Джойстики нестабильный?

Recently, клиент rigid-flex board factory specified that the dielectric constant of FR4 Должно быть 4 года.5. However, производитель не может гарантировать, что значения DK для этого продукта настолько точны FR4. Today, I will explain to you why the dielectric constant (DK) value of FR4 (стеклянное волокно epoxy copper clad laminate) is usually marked between 4.2,4.8?

Добавить плетеное стекло печатная плата (PCB) material can increase the structural strength of the material. Это помогает повысить механическую устойчивость материала на слоистых плитах, but does this have any effect on the electrical behavior of the material? One of the classic problems with woven glass-reinforced laminated PCB boards is that the "glass weaving effect" may negatively affect the electrical performance of the high-speed or high-frequency circuits processed on these laminates.

В соответствии с конкретной смоляной системой на слое стекловолокна диэлектрические константы этого материала (ДК) фактически меняются с очень небольшим циклом в зависимости от местоположения. Эти микрозоны с различными значениями Dk могут быть вызваны уникальной физической тканью стекловолокна, из которой стекловолокнистая ткань вязана из стекловолокна, и небольшой открытой зоной между стекловолокнами. из них Dk обычно составляет около 6, а в открытой зоне между пучками - гораздо ниже Dk, чем пакет из стекловолокна, обычно около 3. Поскольку сопротивление высокоскоростной / высокочастотной линии передачи сильно зависит от Dk, изменение значения Dk всегда было проблемой для инженера - конструктора, который использовал схему для плетения слоистых листов.

препрег и бронзовые пластины - это то, что мы обычно говорим о ПП и таблетках. Среда - смесь эпоксидных смол и стекловолокна. (жесткая печатная плата)

стеклянная ткань имеет много видов, each of which has different thickness and weaving size. Ниже приводится список типичных моделей стекловолокна завод жестких листов. You can see the grid-like fiberglass cloth very intuitively. некоторые модели имеют большие пустые окна, and some models have very small empty windows.

Что касается конкретных последствий воздействия стекловолокна, то см. следующие диаграммы: влияние на импедансы, на задержку и на износ.

Следует отметить, что эффект стекловолокна оказывает наибольшее влияние на траекторию больших скоростей, and low-speed systems or very short traces can be ignored.

Ниже приводится пример того, как стеклянное волокно влияет на цепь передачи микрополос: Рассмотрим двухстороннюю бронзовую пластину с верхней и нижней (передача сигналов и подстанция) Осей Z (толщина) в направлении 10GHz, а диэлектрическая постоянная DK - 3,0. Обычно при более высоких частотах, например, частотах миллиметровых волн (30 ггц и выше), изменения DK влияют на свойства материала. например, четверть длины волны сигнала, распространяемого по схеме 77GHZ, составляет 0024 дюйма, что означает, что одна восьмая длина волны составляет 0012 дюйма. Теоретически, распространение электромагнитных волн прерывается и может происходить резонанс, когда электромагнитные волны сталкиваются с каким - либо изменением DK в своих распространителях и длина волны превышает четверть требуемой частоты.

практический опыт показывает, что даже аномалия на одной восьмой волне может привести к распространению электромагнитных волн. на ламинах цепи с длиной волны 8 или более в стекле или стеклянном пучке может влиять распространение стекла (и соответствующее изменение DC), что приводит к нерегулярной характеристике. учитывая тип стекла, который может быть использован для крепления слоистых плит различных схем, некоторые из этих типов стекла, имеющие восьмую часть длины волны или более в диапазоне 77 GHZ (0012 дюйма), не являются редкими.

Это может означать, что длина волны мм очень мала, and when its size is equivalent to the "gap" of FR4 glass fiber, the fluctuation of its DK will change greatly. Вот почему FR4 схема не применима к миллиметровым волнам.

Regarding countermeasures, основной материал, design avoidance and production avoidance. уклонение от выбора материала:

1: используйте стекловолокно и маленькое пустое окно. также называется плоская стеклянная ткань, открытые волокнистые ткани ит.д., чтобы избежать колебания эффективной диэлектрической проницаемости окон из стекловолокна. например: 1067 / 1078 / 2116 и др.

2: Use multiple PP overlays to reduce the probability of window exposure. такой подход возможен. Unless the medium is thicker and requires multiple PP overlays, мое личное мнение лучше, чем первое. One is the cost, Другая причина заключается в том, что при производстве более чем трех листов ПП легко скользить.

3: использование стекловолокна с низкой диэлектрической проницаемостью, уменьшение разницы между диэлектрической проницаемостью стекловолокна и эпоксидной смолы, уменьшение разницы между эффективной диэлектрической проницаемостью в пустом окне и за его пределами. Примечание: стекловолокно с низкой диэлектрической проницаемостью обычно оснащено только пластинами с сверхнизкой потерями. Иными словами, часто говорят, что высокая стоимость высокоскоростной бумаги.

расчётное уклонение:

1: главный сигнал совпадает с линией с определенным углом, 3°, "7°", 11°, сорт., basically do not increase the cost, Но компоновка сложнее, Я думаю, что все партнёры - издатели спрятали эту ненависть в брошюре.

2: угловое расположение важных сигналов увеличивает проектные трудности. небольшой фокус был сделан после того, как разбрасывать чипы, как единое вращение.

3: обычный дизайн после завершения головоломки вращается на 7°. Это соответствует 7 - ти градусной монтажной операции на всей странице.

Production avoidance:

The normal design allows the завод жестких листов вращающийся материал в процессе производства. The core board we use is cut from the big material. большой материал квадратный. Rotary cutting will inevitably reduce the utilization rate of the board, PP также должен использовать более широкий лист. увеличение себестоимости производства.